Boost變換器拓?fù)浼捌淇刂品椒ㄑ芯?/H1>
發(fā)布時(shí)間：2020-05-07 12:26
【摘要】：隨著人類社會(huì)的發(fā)展,工農(nóng)業(yè)及日常生活所依賴的化石能源日益消耗,能源危機(jī)日漸嚴(yán)重,人們迫切希望能開發(fā)出新的綠色可持續(xù)能源來解決這一危機(jī)。光能、風(fēng)能、潮汐能等一些清潔的可再生能源逐漸步入人們的眼球。但一個(gè)不可忽視的問題是,以光伏發(fā)電為例的一些新能源系統(tǒng)系統(tǒng)中,輸出電壓都相對較低,一般在20V-50V左右,必須對其進(jìn)行升壓才可并網(wǎng)使用,直流變換器在這一升壓環(huán)節(jié)中起著不可替代的作用。因此,對于高增益直流變換器拓?fù)浜涂刂频难芯?具有非常重要的意義。本文主要對Boost變換器拓?fù)浼捌淇刂七M(jìn)行研究,主要內(nèi)容如下:首先,對Boost變化器拓?fù)溥M(jìn)行了相應(yīng)的了解,簡單的介紹了隔離型和非隔離型的幾種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。非隔離型變換器體積小、成本低且效率比非隔離型的高,所以選取非隔離型為研究對象,并總結(jié)了其所需要解決的幾個(gè)關(guān)鍵性的問題。其次,本文在深入分析了準(zhǔn)Z源變換器和含耦合電感高增益Boost變換器的基礎(chǔ)上,指出準(zhǔn)Z源變換器不足之處,并將兩種拓?fù)溥M(jìn)行組合,構(gòu)造出了準(zhǔn)Z源耦合電感高增益Boost變換器,詳細(xì)的分析其工作原理,然后對這三種變換器進(jìn)行的仿真分析對比,驗(yàn)證提出的Boost變換器的可行性。最后,對控制方法進(jìn)行了相應(yīng)的研究,主要針對模糊PID研究分析,并在原基礎(chǔ)上對輸入量進(jìn)行優(yōu)化處理,以改善系統(tǒng)的響應(yīng)速度,最后結(jié)合所提出的準(zhǔn)Z源高增益Boost變換器在MATLAB中搭建了相應(yīng)的仿真模型,對思路的可行性進(jìn)行驗(yàn)證。
【圖文】：
（c）傳統(tǒng)推挽式變換器 （d）全橋隔離型 Boost 變換器圖 2.1 隔離型 Boost 變換器圖 2.2（a）是雙電感隔離型 Boost 變換器，其實(shí)質(zhì)上是在正激隔離型 Boost 變換器的輸入端增加的一個(gè)輸入電感，S1 導(dǎo)通時(shí)，電感 L1 充能，，電源與 L2 經(jīng)過變壓器和 S1形成回路，向副端傳輸能量，S2 導(dǎo)通時(shí)電感 L2 充能，電源與 L1 經(jīng)變壓器與 S2 形成回路，向負(fù)載傳輸能量，這可以使得在全范圍內(nèi)向負(fù)載供電，且前端的交錯(cuò)并聯(lián)結(jié)構(gòu)可以起到分流的作用，可以有效降低開關(guān)元件的電流應(yīng)力。圖 2.2（b）是在圖 2.2（a）的基礎(chǔ)上又并聯(lián)了一個(gè)同樣的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，該變換器在保留的原變換器的優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，進(jìn)一步的提高了電壓增益[33]。圖 2.2（c）為原邊并聯(lián)的隔離型雙耦合電感 Boost 電路拓?fù)鋄34]，通過把變壓器的副邊正向串聯(lián)，然后進(jìn)行整流輸出，實(shí)現(xiàn)了電壓增益的提高。該變換器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，開關(guān)元件也較多，雖然可以實(shí)現(xiàn)較高的電壓增益，但損耗也很大。這三種變換器輸入端都采用的多電感并聯(lián)的結(jié)構(gòu)，可有效的降低電流應(yīng)力以及減小輸入電流紋波，但都含有磁性元件，抗干擾能力有所降低，而且電路復(fù)雜性有所增加。
（c）變壓器副邊串聯(lián)的雙耦合電感 Boost 變換器圖 2.2 隔離型雙電感 Boost 變換器隔離型變換器因其特殊的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，均應(yīng)用于有特殊需要的場合。雖然采用變壓最簡單有效的途徑，但是變壓器會(huì)有各種損耗的存在，效率方面會(huì)有很大的其體積問題也不可忽視。此外，開元件在關(guān)斷過程中會(huì)因?yàn)樽儔浩髀└械淖饔玫碾妷杭夥澹词共捎靡恍┦侄螌⑦@些能量進(jìn)行回收也很難重新利用起來即會(huì)量的損失，進(jìn)一步影響變換器的傳輸效率。非隔離型 Boost 變換器一般情況下，非隔離型變換器減少了變壓器損耗所以在傳輸效率方面略占優(yōu)路運(yùn)行過程中損耗小，產(chǎn)生的熱量低，在體積方面也十分的有優(yōu)勢，其還擁有輸出適應(yīng)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。因此，近年來非隔離型高增益直流變換器在許多應(yīng)用動(dòng)汽車（EV）、不間斷電源（UPS）、光伏和燃料電池發(fā)電等工業(yè)領(lǐng)域得到了的重視[35-36]。非隔離型變換器實(shí)現(xiàn)高增益主要通過以下幾個(gè)途徑：級聯(lián)技術(shù)電感、開關(guān)電容倍壓技術(shù)等，通過在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不同的地方合理的使用這些技得不同的變換器，可以應(yīng)用在不同的場合。現(xiàn)只對級聯(lián)型和耦合電感型做簡單
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TM46
【參考文獻(xiàn)】
相關(guān)期刊論文 前10條
1 王海波;許路廣;朱勝輝;楊秀;桂誼;夏晗;;一種新型Boost變換器前饋控制策略[J];浙江電力;2015年07期
2 張陽;羅全明;高偉;孫鵬菊;周雒維;;一種高增益軟開關(guān)Boost-Forward變換器[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2015年07期
3 李書舟;容慧;;離散PID控制在Buck變換器中的應(yīng)用研究[J];現(xiàn)代電子技術(shù);2014年15期
4 林維明;郭曉君;黃超;;改進(jìn)單周期控制策略的雙向大變比DC-DC開關(guān)變換器[J];中國電機(jī)工程學(xué)報(bào);2012年21期
5 樂江源;謝運(yùn)祥;冀玉丕;張志;;CCM Buck變換器的精確反饋線性化滑模變結(jié)構(gòu)控制[J];華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2012年02期
6 羅全明;邾玢鑫;周雒維;汪洋;;一種多路輸入高升壓Boost變換器[J];中國電機(jī)工程學(xué)報(bào);2012年03期
7 周國華;許建平;米長寶;金艷艷;;V~2C控制Buck變換器穩(wěn)定性分析[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2011年03期
8 馬紅波;馮全源;;基于精確反饋線性化的Buck開關(guān)變換器定頻PWM滑�？刂芠J];電力自動(dòng)化設(shè)備;2009年08期
9 羅全明;周雒維;盧偉國;杜雄;;V~2-OCC控制Buck變換器[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2008年12期
10 陳亞愛;張衛(wèi)平;周京華;劉坤;;開關(guān)變換器控制技術(shù)綜述[J];電氣應(yīng)用;2008年04期
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1 賢燕華;直流變換器的魯棒控制算法[D];華南理工大學(xué);2014年
2 胡雪峰;高增益非隔離型Boost變換器拓?fù)浼捌溲苌椒ㄑ芯縖D];南京航空航天大學(xué);2014年
3 趙一;耦合電感倍壓單元高增益變流器拓?fù)湫纬煞椒ㄑ芯縖D];浙江大學(xué);2012年
4 劉邦銀;建筑集成光伏系統(tǒng)的能量變換與控制技術(shù)研究[D];華中科技大學(xué);2008年
5 金科;燃料電池供電系統(tǒng)的研究[D];南京航空航天大學(xué);2006年
6 王鳳巖;快速瞬態(tài)響應(yīng)電壓調(diào)節(jié)器控制方法的研究[D];西南交通大學(xué);2005年
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1 李琳鵬;基于耦合電感的非隔離型高增益DC/DC變換器研究[D];安徽工業(yè)大學(xué);2017年
2 王影;一種谷值電流控制的DC/DC BUCK變換器的研究與設(shè)計(jì)[D];電子科技大學(xué);2017年
3 殷蓬勃;模糊控制技術(shù)在降壓型開關(guān)電源中的應(yīng)用研究[D];天津大學(xué);2016年
4 劉R佳
本文編號：2652967
本文鏈接：http://sikaile.net/kejilunwen/dianlilw/2652967.html
【圖文】：
（c）傳統(tǒng)推挽式變換器 （d）全橋隔離型 Boost 變換器圖 2.1 隔離型 Boost 變換器圖 2.2（a）是雙電感隔離型 Boost 變換器，其實(shí)質(zhì)上是在正激隔離型 Boost 變換器的輸入端增加的一個(gè)輸入電感，S1 導(dǎo)通時(shí)，電感 L1 充能，，電源與 L2 經(jīng)過變壓器和 S1形成回路，向副端傳輸能量，S2 導(dǎo)通時(shí)電感 L2 充能，電源與 L1 經(jīng)變壓器與 S2 形成回路，向負(fù)載傳輸能量，這可以使得在全范圍內(nèi)向負(fù)載供電，且前端的交錯(cuò)并聯(lián)結(jié)構(gòu)可以起到分流的作用，可以有效降低開關(guān)元件的電流應(yīng)力。圖 2.2（b）是在圖 2.2（a）的基礎(chǔ)上又并聯(lián)了一個(gè)同樣的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，該變換器在保留的原變換器的優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，進(jìn)一步的提高了電壓增益[33]。圖 2.2（c）為原邊并聯(lián)的隔離型雙耦合電感 Boost 電路拓?fù)鋄34]，通過把變壓器的副邊正向串聯(lián)，然后進(jìn)行整流輸出，實(shí)現(xiàn)了電壓增益的提高。該變換器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，開關(guān)元件也較多，雖然可以實(shí)現(xiàn)較高的電壓增益，但損耗也很大。這三種變換器輸入端都采用的多電感并聯(lián)的結(jié)構(gòu)，可有效的降低電流應(yīng)力以及減小輸入電流紋波，但都含有磁性元件，抗干擾能力有所降低，而且電路復(fù)雜性有所增加。
（c）變壓器副邊串聯(lián)的雙耦合電感 Boost 變換器圖 2.2 隔離型雙電感 Boost 變換器隔離型變換器因其特殊的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，均應(yīng)用于有特殊需要的場合。雖然采用變壓最簡單有效的途徑，但是變壓器會(huì)有各種損耗的存在，效率方面會(huì)有很大的其體積問題也不可忽視。此外，開元件在關(guān)斷過程中會(huì)因?yàn)樽儔浩髀└械淖饔玫碾妷杭夥澹词共捎靡恍┦侄螌⑦@些能量進(jìn)行回收也很難重新利用起來即會(huì)量的損失，進(jìn)一步影響變換器的傳輸效率。非隔離型 Boost 變換器一般情況下，非隔離型變換器減少了變壓器損耗所以在傳輸效率方面略占優(yōu)路運(yùn)行過程中損耗小，產(chǎn)生的熱量低，在體積方面也十分的有優(yōu)勢，其還擁有輸出適應(yīng)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。因此，近年來非隔離型高增益直流變換器在許多應(yīng)用動(dòng)汽車（EV）、不間斷電源（UPS）、光伏和燃料電池發(fā)電等工業(yè)領(lǐng)域得到了的重視[35-36]。非隔離型變換器實(shí)現(xiàn)高增益主要通過以下幾個(gè)途徑：級聯(lián)技術(shù)電感、開關(guān)電容倍壓技術(shù)等，通過在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不同的地方合理的使用這些技得不同的變換器，可以應(yīng)用在不同的場合。現(xiàn)只對級聯(lián)型和耦合電感型做簡單
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
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【參考文獻(xiàn)】
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3 李書舟;容慧;;離散PID控制在Buck變換器中的應(yīng)用研究[J];現(xiàn)代電子技術(shù);2014年15期
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4 劉R佳
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